Что такое облигатные аэробы
В чем заключаются главные особенности дыхания бактерий
Чтобы перерабатывать питательные вещества, поступающие в микроорганизмы, им необходимо много энергии. Она также необходима для размножения и роста. Чтобы получить ее, микроорганизмы дышат. Дыхание бактерий заключается в том, что органические вещества, имеющие более сложную формулу, окисляются до более простых. При этом процессе высвобождается биоэнергия.
В микробиологии принято было считать дыхание биологическим окислением органических веществ кислородом. Но открытие анаэробов, которым для получения энергии он не нужен, перевернуло представления об этом понятии полностью.
Классификация по типу дыхания
Чтобы получить необходимую биоэнергию для жизни и питания из органических и неорганических веществ, одни бактерии используют для этого О2, для других он, наоборот, смертелен, а третьи прекрасно приспосабливаются к любым условиям и любому его содержанию. Учитывая такую сущность, их делят по способу на два типа: аэробные, для которых необходим кислород, и анаэробные ─ те, для которых он губителен.
У грибов, так же как у бактерий, два типа дыхания: аэробное и анаэробное. Яркий пример грибов-анаэробов ─ дрожжи. Процесс выработки энергии анаэробных грибов происходит в цитоплазме и носит название гликолиз.
Растения являются аэробами, им, чтобы дышать, необходим О2, а продуктом его переработки является углекислый газ. Но в отличие от грибов у растений, как и у сине-зеленых водорослей, параллельно с дыханием происходит процесс фотосинтеза. Растения и сине-зеленые водоросли при этом выделяют О2 больше чем поглощают, когда дышат. При отсутствии солнечного света растения только дышат. И при нехватке кислорода растения гибнут, что не страшно факультативным формам.
Аэробные микроорганизмы
В процессе дыхания аэробные бактерии преобразуют окисление органики до воды и углекислого газа. При полном окислении выделяется вся энергия. Если происходит неполное окисление органики, то невыделившаяся часть будет оставаться в продуктах их питания. Автотрофы нужную им энергию получают за счет неорганических веществ, а гетеротрофы – из органических.
Учитывая потребность микроорганизмов в кислороде, ученые выделили такие классификации:
Облигатные аэробы
Облигатные (строгие) способны существовать, только если в среде есть наличие свободного О2 не менее 21%. Ярким примером облигатных форм являются уксуснокислые микроорганизмы, которым для жизнедеятельности и питания необходимо большое количество О2. Также к строгим аэробам относят растения, животные, многие типы грибов. Даже небольшая нехватка свободного кислорода приводит к тому, что замедляется рост и развитие аэробов.
Факультативные аэробы
К условным (факультативным) относят тех аэробов, жизнедеятельность которых может протекать как с участием О2, так и без него. Часть аэробов хорошо развивается при его большом количестве, другим, наоборот, необходим малый процент. Это обусловлено тем, что одни аэробы вместе с ферментами переносят водород на свободные соединения, а некоторые переносят вместе с водородом и кислород. В зависимости от процента содержания О2 такие микроорганизмы способны менять метаболические процессы и изменять использование свободного кислорода на продукты брожения. Их умение приспосабливаться как в кислородосодержащей среде, так и в анаэробной привело к большому числу видов.
Микроаэрофилы
Это тип аэробов, сущность жизни которых зависит от низкого содержания (около 2%) кислорода. В отличие от других аэробов для дыхания у бактерий этого типа необходим О2 пониженной концентрации. Многие из них, например, Helicobacter pylori, вызывающий гастрит и язву желудка, а также Streptococcus pyogenes, известный как возбудитель фарингита, плохо переносят нормальную концентрацию О2. Эта их сущность применяется при лечении заболеваний с применением препаратов, имитирующих атмосферный О2.
Капнеические
В микробиологии вид микроорганизмов, которым для дыхания нужен не только О2, но и СО2, носит название капнеические.
Анаэробы
Для дыхания этих микроорганизмов О2 не нужен. Это называется брожением. Нужную энергию они получают путем расщепления сложных молекул органики на простые. Процесс брожения происходит в результате распада глюкозы без наличия воздуха, к примеру, спиртовое брожение, где глюкоза преобразуется в спирт и выделяется углекислый газ. В результате такого брожения выделяется биоэнергия, температура субстрата повышается на несколько градусов. Жизнедеятельность такого вида хорошо видна при брожении и нагревании зерна, сена, силоса.
Основными особенностями анаэробов являются:
Анаэробы делятся на два вида: факультативные и облигатные. Факультативные виды могут дышать и в кислородосодержащей среде, и там, где кислород отсутствует. Самые яркие представители облигатных микроорганизмов – стрептококки, кишечная палочка, стафилококки, иерсинии, шигеллы.
Облигатные формы погибают там, где есть свободный О2. Анаэробные облигатные виды представлены двумя типами: спорообразующими (клостридиями) и неспорообразующими.
Спорообразующие часто являются возбудителями многих инфекционных заболеваний: ботулизма, гнойных инфекций, столбняка.
Неспорообразующие являются жителями организмов человека и животных. Часто они являются возбудителями таких инфекционных заболеваний, как пневмония, перитонит, отит, абсцесс головного мозга и легких, сепсис и другие. Их развитие происходит в основном при переохлаждении, снижении общей сопротивляемости организма, травмах.
В жизнедеятельности микробов, грибов и растений есть много схожих химических процессов, но только бактерии способны существовать в любой среде, при любых температурах, что привело к их расселению на планете в таких масштабах.
Образование высшее филологическое. В копирайтинге с 2012 г., также занимаюсь редактированием/размещением статей. Увлечения — психология и кулинария.
аэробы
Полезное
Смотреть что такое «аэробы» в других словарях:
АЭРОБЫ — (от аэро. и греческого bios жизнь), организмы, для жизнедеятельности которых необходимо наличие в среде свободного кислорода. Аэробы почти все животные и растения, многие микроорганизмы. Облигатные, или строгие, аэробы развиваются только в… … Современная энциклопедия
АЭРОБЫ — (аэробные организмы) энергию для жизнедеятельности получают в результате окислительных процессов с участием атмосферного кислорода; аэробы почти все животные и растения, многие микроорганизмы. Облигатные, или строгие, Аэробы развиваются только в… … Большой Энциклопедический словарь
Аэробы — (от аэро. и греческого bios жизнь), организмы, для жизнедеятельности которых необходимо наличие в среде свободного кислорода. Аэробы почти все животные и растения, многие микроорганизмы. Облигатные, или строгие, аэробы развиваются только в… … Иллюстрированный энциклопедический словарь
АЭРОБЫ — (греч.). Бактерии, нуждающиеся в кислороде для поддержания жизни, в противоположность анаэробам. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. аэробы (гр. aer воздух + bios жизнь) иначе оксибионты организмы,… … Словарь иностранных слов русского языка
аэробы — ов, мн. aérobie m. В биологии организмы, способные существовать только при наличии кислорода. БАС 2. Они <железобактерии> не аэробы, как до сих пор считается. а микроаэрофилы, т. е. микроорганизмы, которые могут развиваться при небольшом… … Исторический словарь галлицизмов русского языка
Аэробы — (от аэро. и греч. bios жизнь), организмы, способные существовать только в кислородсодержащей среде. Экологический энциклопедический словарь. Кишинев: Главная редакция Молдавской советской энциклопедии. И.И. Дедю. 1989. Аэробы (от греч. аеr… … Экологический словарь
АЭРОБЫ — сокр. назв. аэробных организмов. Геологический словарь: в 2 х томах. М.: Недра. Под редакцией К. Н. Паффенгольца и др.. 1978 … Геологическая энциклопедия
АЭРОБЫ — (от греч. аёг воздух и bios жизнь), микробы, требующие для своего развития свободного О, разделяются на обли гатных, т. е. безусловных А., И на факультативных, т. е. таких, к рые при известных условиях могут развиваться и при отсутствии О. Жизнь… … Большая медицинская энциклопедия
аэробы — ов; мн. (ед. аэроб, а; м.). [от греч. aēr воздух и bios жизнь]. Биол. Организмы, способные жить и развиваться только при наличии атмосферного кислорода (ср. анаэробы). ◁ Аэробный, ая, ое. А ые бактерии. * * * аэробы (аэробные организмы), энергию… … Энциклопедический словарь
Аэробы — (от греч. αηρ воздух и βιοζ жизнь) организмы, которые нуждаются в свободном молекулярном кислороде для процессов синтеза энергии, в отличие от анаэробов. К аэробам относятся: подавляющее большинство животных, все растения, а также… … Википедия
ОБЛИГАТНЫЕ АЭРОБЫ
Смотреть что такое «ОБЛИГАТНЫЕ АЭРОБЫ» в других словарях:
БЕЗУСЛОВНЫЕ (ОБЛИГАТНЫЕ) АЭРОБЫ — организмы, не могущие жить без кислорода … Словарь ботанических терминов
Аэробы — (от греч. αηρ воздух и βιοζ жизнь) организмы, которые нуждаются в свободном молекулярном кислороде для процессов синтеза энергии, в отличие от анаэробов. К аэробам относятся: подавляющее большинство животных, все растения, а также… … Википедия
аэробы — АЭРОБНЫЕ ОРГАНИЗМЫ – организмы, нуждающиеся в молекулярном кислороде. Облигатные А. получают энергию только за счет аэробного дыхания, при котором кислород играет роль терминального окислителя. Облигатные А., нуждающиеся в пониженной концентрации … Словарь микробиологии
АЭРОБЫ — (от аэро. и греческого bios жизнь), организмы, для жизнедеятельности которых необходимо наличие в среде свободного кислорода. Аэробы почти все животные и растения, многие микроорганизмы. Облигатные, или строгие, аэробы развиваются только в… … Современная энциклопедия
АЭРОБЫ — (аэробные организмы) энергию для жизнедеятельности получают в результате окислительных процессов с участием атмосферного кислорода; аэробы почти все животные и растения, многие микроорганизмы. Облигатные, или строгие, Аэробы развиваются только в… … Большой Энциклопедический словарь
Аэробы — (от аэро. и греческого bios жизнь), организмы, для жизнедеятельности которых необходимо наличие в среде свободного кислорода. Аэробы почти все животные и растения, многие микроорганизмы. Облигатные, или строгие, аэробы развиваются только в… … Иллюстрированный энциклопедический словарь
аэробы — ов; мн. (ед. аэроб, а; м.). [от греч. aēr воздух и bios жизнь]. Биол. Организмы, способные жить и развиваться только при наличии атмосферного кислорода (ср. анаэробы). ◁ Аэробный, ая, ое. А ые бактерии. * * * аэробы (аэробные организмы), энергию… … Энциклопедический словарь
Аэробы — аэробные организмы (от Аэро. и греч. bios жизнь), организмы, обладающие аэробным типом дыхания (См. Дыхание), т. е. способные жить и развиваться только при наличии свободного кислорода. К А. относятся почти все животные и растения, а… … Большая советская энциклопедия
АЭРОБЫ — (аэробные организмы), энергию для жизнедеятельности получают в результате окислит. процессов с участием атм. кислорода; А. почти все ж ные и р ния, мн. микроорганизмы. Облигатные, или строгие, А. развиваются только в присутствии кислорода (напр … Естествознание. Энциклопедический словарь
АЭРОБЫ — аэробы, аэробные организмы (от греч. aēr воздух и bios жизнь), организмы, для жизнедеятельности которых необходим свободный кислород. К А. относятся почти все животные и растения, а также многие микроорганизмы, которые существуют… … Ветеринарный энциклопедический словарь
Особенности аэробных и анаэробных процессов биологической очистки сточных вод
Аэробные и анаэробные бактерии предварительно идентифицируются в жидкой питательной среде по градиенту концентрации O 2: 1. Облигатные аэробные
(нуждающиеся в кислороде) бактерии
в основном
собираются в верхней части пробирки, чтобы поглощать максимальное количество кислорода. (Исключение: микобактерии — рост пленкой на поверхности из-за восколипидной мембраны.)
2. Облигатные анаэробные
бактерии собираются в нижней части, чтобы избежать кислорода (либо не дают роста).
3. Факультативные
бактерии собираются в основном в верхнем ( является наиболее выгодным, чем гликолиз), однако они могут быть найдены на всем протяжении среды, так как от O 2 не зависят.
4. Микроаэрофилы
собираются в верхней части пробирки, но их оптимум — малая концентрация кислорода.
5. Аэротолерантные
анаэробы не реагируют на концентрации кислорода и равномерно распределяются по пробирке.
Анаэробы — обширная группа организмов, как микро-, так и макроуровня:
Помимо этого анаэробное окисление глюкозы играет важную роль в работе поперечно-полосатой мускулатуры животных и человека (особенно в состоянии тканевой гипоксии).
Классификация анаэробов
Согласно устоявшейся в микробиологии классификации, различают:
Если организм способен переключаться с одного метаболического пути на другой (например, с анаэробного дыхания на аэробное и обратно), то его условно относят к факультативным анаэробам
До 1991 года в микробиологии выделяли класс капнеистических анаэробов
, требовавших пониженной концентрации кислорода и повышенной концентрации углекислоты (Бруцеллы бычьего типа —
B. abortus
)
. Например, молочнокислые и многие маслянокислые бактерии
анаэробы в присутствии молекулярного кислорода O 2 гибнут — например, представители рода бактерий и архей :
Bacteroides
,
Fusobacterium
,
Butyrivibrio
,
Methanobacterium
). Такие анаэробы постоянно живут в лишенной кислорода среде. К облигатным анаэробам относятся некоторые бактерии, дрожжи, жгутиковые и инфузории.
Плюсы и минусы процесса
Аэробные и анаэробные методы имеют свои преимущества:
Недостатки аэробных и анаэробных систем:
Токсичность кислорода и его форм для анаэробных организмов
Аэробные организмы содержат чаще всего три цитохрома, факультативные анаэробы — один или два, облигатные анаэробы не содержат цитохромов.
Подведнеи итогов
Не нашли, то что искали? Используйте форму поиска по сайту
Антагонизм брожения и гниения
В процессе эволюции сформировался и закрепился биологический антагонизм бродильной и гнилостной микрофлоры:
Расщепление микроорганизмами углеводов сопровождается значительным снижением среды, в то время как расщепление белков и аминокислот — повышением (защелачиванием). Приспособление каждого из организмов к определенной реакции среды играет важнейшую роль в природе и жизни человека, например, благодаря бродильным процессам предотвращается загнивание силоса, заквашенных овощей, молочных продуктов.
Культивирование анаэробных организмов
Выделение чистой культуры анаэробов схематично
Культивирование анаэробных организмов в основном является задачей микробиологии.
Для культивирования анаэробов применяют особые методы, сущность которых заключается в удалении воздуха или замены его специализированной газовой смесью (или инертными газами) в герметизированных термостатах — анаэростатах
Общие питательные среды для анаэробных организмов
Для общей среды Вильсона — Блера
Среда Китта — Тароцци
состоит из мясопептонного бульона, 0,5% глюкозы и кусочков печени или мясного фарша для поглощения кислорода из среды. Перед посевом среду прогревают на кипящей водяной бане в течение 20 — 30 минут для удаления воздуха из среды. После посева питательную среду сразу заливают слоем парафина или вазелинового масла для изоляции от доступа кислорода.
Общие методы культивирования для анаэробных организмов
Данный метод был предложен Брюером и Олгаером в 1965 году. Разработчики представили одноразовый пакет, генерирующий водород, который был позднее усовершенствован ими до саше, генерирующих двуокись углерода и содержащих внутренний катализатор.
применяется для выделения чистых культур спорообразующих анаэробов. Для этого производят посев на среду Китт-Тароцци, прогревают 20 мин при 80 °C (для уничтожения вегетативной формы), заливают среду вазелиновым маслом и инкубируют 24 ч в термостате. Затем производят посев на сахарно-кровяной агар для получения чистых культур. После 24-часового культивирования интересующие колонии изучаются — их пересеивают на среду Китт-Тароцци (с последующим контролем чистоты выделенной культуры).
— посевы производят на чашку Петри с утолщенным слоем среды, разделённым пополам узкой канавкой, вырезанной в агаре. Одну половину засевают культуру аэробных бактерий, на другую — анаэробных. Края чашки заливают парафином и инкубируют в термостате. Первоначально наблюдают рост аэробной микрофлоры, а затем (после поглощения кислорода) — рост аэробной резко прекращается и начинается рост анаэробной.
используется для получения чистых культур облигатных анаэробов. Культуры, выращенные на среде Китта-Тароцци, переносят в сахарный бульон. Затем одноразовой пастеровской пипеткой материал переносят в узкие пробирки (трубки Виньяля) с сахарным мясо-пептонным агаром, погружая пипетку до дна пробирки. Засеянные пробирки быстро охлаждают, что позволяет фиксировать бактериальный материал в толще затвердевшего агара. Пробирки инкубируют в термостате, а затем изучают выросшие колонии. При обнаружении интересующей колонии на её месте делают распил, материал быстро отбирают и засеивают на среду Китта-Тароцци (с последующим контролем чистоты выделенной культуры).
Анаэробные инфекции
Большинство анаэробных бактерий, живущих в организме человека или животных, могут вызывать различные инфекции. Как правило, заражение происходит в период ослабления иммунитета или нарушения общей микрофлоры организма. Также существует вероятность попадания возбудителей инфекций из внешней среды, особенно поздней осенью и зимой.
Инфекции, вызванные анаэробными бактериями, как правило, связаны с флорой слизистых оболочек человека, то есть с основными местами обитания анаэробов. Как правило, у таких инфекций сразу несколько возбудителей (до 10).
Точное число заболеваний, вызванных анаэробами, практически невозможно определить в связи с затрудненным сбором материалов для анализа, транспортировкой образцов и культивированием самих бактерий. Чаще всего этот тип бактерий обнаруживают при хронических заболеваниях.
Анаэробным инфекциям подвержены люди любого возраста. При этом у детей уровень инфекционных заболеваний выше.
Анаэробные бактерии могут вызывать различные внутричерепные заболевания (менингит, абсцессы и другие). Распространение, как правило, происходит с током крови. При хронических заболеваниях анаэробы способны вызывать патологии в области головы и шеи: отит, лимфадениты, абсцессы. Несут опасность эти бактерии и желудочно-кишечному тракту, и легким. При различных заболеваниях мочеполовой женской системы также существует риск развития анаэробных инфекций. Различные заболевания суставов и кожи могут быть следствием развития анаэробных бактерий.
Причины появления анаэробных инфекций и их признаки
К возникновению инфекций приводят все процессы, во время которых на ткани попадают активные анаэробные бактерии. Также развитие инфекций могут вызвать нарушенное кровоснабжение и некроз тканей (различные травмы, опухоли, отеки, болезни сосудов). Инфекции ротовой полости, укусы животных, легочные заболевания, воспалительные заболевания тазовых органов и многие другие заболевания также могут быть вызваны именно анаэробами.
Дифференциально — диагностические питательные среды
: К 1 % пептонной воде добавляют 0,5 % раствор определенного углевода (глюкоза, лактоза, мальтоза, маннит, сахароза и др.) и кислотно-щелочной индикатор Андреде, разливают по пробиркам, в которые помещают поплавок для улавливания газообразных продуктов, образующихся при разложении углеводородов.
Анаэробный энергетический обмен в тканях человека и животных
Анаэробное и аэробное энергообразование в тканях человека
Некоторые ткани животных и человека отличаются повышенной устойчивостью к гипоксии (особенно мышечная ткань). В обычных условиях синтез АТФ идет аэробным путем, а при напряженной мышечной деятельности, когда доставка кислорода к мышцам затруднена, в состоянии гипоксии, а также при воспалительных реакциях в тканях доминируют анаэробные механизмы регенерации АТФ. В скелетных мышцах выявлены 3 вида анаэробных и только один аэробный путь регенерации АТФ.
3 вида анаэробного пути синтеза АТФ
К анаэробным относятся:
Все живые организмы делятся на аэробов и анаэробов, включая бактерий. Поэтому существует два типа бактерий в организме человека и вообще в природе – аэробные и анаэробные. Аэробы должны получать кислород
, чтобы жить, тогда как
он не нужен вообще или не обязателен
. И те, и другие типы бактерий играют важную роль в экосистеме, принимая участие в разложении органических отходов. Но среди анаэробов много видов, которые способны вызывать проблемы со здоровьем у человека и животных.
Люди и животные, а также большинство грибов и т.д. – все обязательные аэробы, которым нужно дышать и вдыхать кислород, чтобы выжить.
Анаэробные бактерии в свою очередь делятся на:
Анаэробные бактерии способны жить в местах, где мало кислорода, таких как человеческая ротовая полость, кишечник. Многие из них вызывают заболевания в тех областях человеческого организма, где меньше кислорода, – горле, во рту, кишечнике, среднем ухе, ранах (гангрены и абсцессы), внутри прыщей и т.д. Помимо этого есть и полезные виды, помогающие пищеварению.
Аэробные бактерии, по сравнению с анаэробными, используют O2 для клеточного дыхания. Анаэробное же дыхание означает энергетический цикл с меньшей эффективностью для производства энергии. Аэробное дыхание – это энергия, выделяемая сложным процессом, когда O2 и глюкоза метаболизируются вместе внутри митохондрий клетки.
При сильных физических нагрузках организм человека может испытывать кислородное голодание. Это вызывает переключение на анаэробный метаболизм в скелетных мышцах, в процессе которого вырабатываются кристаллы молочной кислоты в мышцах, так как углеводы расщепляются не полностью. После этого мышцы позже начинают болеть (крепатура) и лечатся путем массирования области для ускорения растворения кристаллов и естественным вымыванием их кровотоком со временем.
Анаэробные и аэробные бактерии развиваются и размножаются при ферментации – в процессе разложения органических веществ при помощи ферментов. При этом аэробные бактерии используют кислород, присутствующий в воздухе для энергетического метаболизма, по сравнению с анаэробными бактериями, которые не нуждаются в кислороде из воздуха для этого.
Это можно понять, проведя эксперимент, чтобы идентифицировать тип, выращивая аэробные и анаэробные бактерии в жидкой культуре. Аэробные бактерии соберутся сверху, чтобы вдохнуть больше кислорода и выжить, тогда как анаэробные – скорее соберутся на дне, чтобы избежать кислорода.
Почти все животные и люди являются обязательными аэробами, для которых требуется кислород для дыхания, тогда как стафилококки во рту являются примером факультативных анаэробов. Отдельные человеческие клетки также являются факультативными анаэробами: они переключаются на ферментацию молочной кислоты, если кислород недоступен.
Применение бактерий для очистных сооружений
Микроорганизмы применяются только после изучения инструкции. Септик производится в 3 основных формах: жидкие препараты, таблетки и гранулы. Реже его можно встретить в форме порошка. В этом случае содержимое 1 пакетика засыпают в отверстие унитаза. Нужно помнить, что объем вводимого препарата зависит от приблизительного объема стоков. Как только порошок оказался внутри, дважды спускается вода.
Аэробные и анаэробные бактерии в форме таблеток предварительно растворяются в воде. Запрещено сразу бросать их в унитаз. В этом случае положительное воздействие микроорганизмы не окажут. Жидкую форму заливают в выгребную яму, а капсулы – закапывают в нее. Вне зависимости от конечного выбора, нужно помнить о мерах предосторожности.
Бактерии для септиков стоят относительно недорого
Речь идет о внешних факторах, под воздействием которых септик теряет эффективность:
Краткое сравнение аэробных и анаэробных бактерий
Грамположительные облигатно-анаэробные
Пропионобактерии, лактобактерии, клостридии, молочнокислые лактобактерии, пептострептококки.
Грамположительные бактерии чаще других являются возбудителями заболеваний. Грамположительными их назвали за способность впитывать синий краситель в клеточную стенку и сохранять фиолетовую окраску при промывке спиртовым раствором по методу Грама. Обозначается такая флора Грам ().
К патогенам человека относят как минимум 6 родов грамположительных микроорганизмов. Кокки — стрептококки, стафилококки — имеют шаровидную форму. Остальные — похожи на палочки. Они в свою очередь делятся на не образующие споры: Corynebacterium, Листерия и образующие споры: Бациллы, Клостридии.
Грамотрицательные облигатно-анаэробные бактерии
Фузобактерии, бактериоиды, порфиромонасы, превотеллы, порфиромонасы, вейлонеллы). Они не окрашиваются в синий цвет во время теста Грама, не образуют споры, но в некоторых случаях являются возбудителями заболеваний и выделяют опасные для жизни токсины.
Грамотрицательные бактерии относят к условно-патогенной флоре, которая активизируется и становится опасной лишь при определенных условиях, например, при резком ослаблении иммунитета.
Заболевания, вызванные грамотрицательными бактериями, сложно лечить, потому что они, имея толстую оболочку, устойчивы к антибиотикам.
Факультативно-анаэробные
Микоплазмы, грибок Candida (молочница), стрептококки, стафилококки, энтеробактерии. Они прекрасно адаптируются, поэтому могут существовать как в бескислородной среде, так и в присутствии кислорода. Некоторые из них, например, кандида, также относится к условно-патогенным микроорганизмам.
Что это за методы биологического очищения?
Аэробные и анаэробные методы относятся к биологической очистке. Все они задействуют микроорганизмы, которые расщепляют органику на отдельные компоненты. В итоге бактерия получает строительный материал для роста и развития.
В сточных водах в большом количестве имеются органические соединения, которые и становятся питательной средой для микроорганизмов.
Сфера применения таких методов – это очистные конструкции для различных предприятий:
по изготовлению соков, пива, алкогольной продукции и других напитков;
Для аэробной очистки требуется непрерывное поступление кислорода. Это главный фактор, обеспечивающий деятельность микроорганизмов.
Анаэробный метод используется для ликвидации ила и других твердых осадков. При этом происходит отделение нерастворимых элементов, которые разлагаются с помощью бактерий.
Внимание! На выбор способа очищения влияют многие факторы: состав сточных вод, специализация и расположение предприятия, климат в регионе.
При анализе загрязненности используется термин ХПК – химическое потребление кислорода. Этот показатель отражает концентрацию органики в воде.
Патогенез анаэробных инфекций
Анаэробные инфекции могут обычно характеризоваться следующим образом:
Некоторые анаэробные бактерии обладают явными вирулентными факторами. Факторы вирулентности В.
fragilis, вероятно, несколько преувеличены благодаря их частому выявлению в клинических образцах, несмотря на их относительную редкость в нормальной флоре.
У этого организма есть капсула полисахаридная, которая, очевидно, стимулирует формирование гнойного очага. Экспериментальная модель интрабдоминального сепсиса показала, что В.
fragilis может вызвать абсцесс самостоятельно, тогда как другим Bactericides spp. требуется синергистическое воздействие другого организма.
Другой фактор вирулентности, мощный эндотоксин, задействован при септическом шоке, связанном с тяжелым фарингитом Fusobacterium.
Заболеваемость и смертность при анаэробном и смешанном бактериальном сепсисе столь же высоки, как и при сепсисе, вызванном отдельным аэробным микроорганизмом.
Дыхание и рост аэробов проявляется в виде образования мути в жидких средах или, в случае плотных сред, в виде образования колоний. В среднем для выращивания аэробов в условиях термостатирования потребуется о 18 до 24 часов.
Анаэробный
Анаэробная очистка включает 4 этапа:
Все стадии анаэробного очищения тесно связаны между собой. При нарушении одного этапа очистка прекращается.
Анаэробные устройства имеют вид герметичных контейнеров. Обычно их располагают под землей.
На дне емкости образуется осадок. В верхней части резервуаров имеются колпаки, предназначенные для отвода газа.
Деятельность анаэробных бактерий не приводит к выделению энергии. Поэтому температура внутри контейнера не изменяется. Такое оборудование работает без системы управления, поэтому их стоимость достаточно низкая.
Основной минус анаэробного метода – выделение метана. Поэтому системы возводят на ровной местности, которая постоянного продувается ветрами. Обязательно устанавливаются датчики. При повышении концентрации метана срабатывает система сигнализации.
Важно! Анаэробный активный ил безопасен для окружающей среды. Его используют в качестве удобрений.
Особенности работы анаэробных устройств:
Анаэробные сооружения строят для очистки воды с повышенной концентрацией ХПК. Для их возведения требуется меньше места, также сокращается объем работ и денежных затрат.
Значительно понижают эффективность следующие факторы:
Общие свойства для аэробов и анаэробов
Аэробные бактерии – это микроорганизмы, которым для нормальной жизнедеятельности необходим свободный кислород. В отличие от всех анаэробов у них он участвует и в процессе выработки энергии, необходимой им для размножения. Эти бактерии не имеют выраженного ядра. Они размножаются почкованием или делением и при окислении образуют различные токсичные продукты неполного восстановления.
Не многие знают, что аэробные бактерии (простыми словами аэробы) – это такие организмы, которые могут обитать и в почве, и в воздухе, и в воде. Они активно участвуют в круговороте веществ и обладают несколькими специальными ферментами, обеспечивающими их разложение (например, каталазой, супероксиддисмутазой и другими). Дыхание данных бактерий осуществляется путем прямого окисления метана, водорода, азота, сероводорода, железа. Они способны существовать в широком диапазоне при парциальном давлении 0,1-20 атм.
Культивирование аэробных грамотрицательных и грамположительных бактерий подразумевает не только использование подходящей для них питательной среды, но и количественный контроль кислородной атмосферы и удержание оптимальных температур. Для каждого микроорганизма этой группы существует и минимум, и максимум кислородной концентрации в среде, окружающей его, необходимой для его нормального размножения и развития. Поэтому к прекращению жизнедеятельности таких микробов ведет как уменьшение, так и повышение содержания кислорода за предел «максимума». Все аэробные бактерии гибнут при концентрации кислорода от 40 до 50%.
Аэробные бактерии
Аэробные бактерии – это микроорганизмы, которым для нормальной жизнедеятельности необходим свободный кислород. В отличие от всех анаэробов у них он участвует и в процессе выработки энергии, необходимой им для размножения. Эти бактерии не имеют выраженного ядра. Они размножаются почкованием или делением и при окислении образуют различные токсичные продукты неполного восстановления.
Не многие знают, что аэробные бактерии (простыми словами аэробы) – это такие организмы, которые могут обитать и в почве, и в воздухе, и в воде. Они активно участвуют в круговороте веществ и обладают несколькими специальными ферментами, обеспечивающими их разложение (например, каталазой, супероксиддисмутазой и другими). Дыхание данных бактерий осуществляется путем прямого окисления метана, водорода, азота, сероводорода, железа. Они способны существовать в широком диапазоне при парциальном давлении 0,1-20 атм.
Культивирование аэробных грамотрицательных и грамположительных бактерий подразумевает не только использование подходящей для них питательной среды, но и количественный контроль кислородной атмосферы и удержание оптимальных температур. Для каждого микроорганизма этой группы существует и минимум, и максимум кислородной концентрации в среде, окружающей его, необходимой для его нормального размножения и развития. Поэтому к прекращению жизнедеятельности таких микробов ведет как уменьшение, так и повышение содержания кислорода за предел «максимума». Все аэробные бактерии гибнут при концентрации кислорода от 40 до 50%.
Виды аэробных бактерий
По степени зависимости от свободного кислорода все аэробные бактерии делят на такие виды:
1. Облигатные аэробы
– это «безусловные» или «строгие» аэробы, которые способны развиваться только, когда в воздухе высокая концентрация кислорода, так как они получают энергию из окислительных реакций с его участием. К ним относятся:
2. Факультативные аэробы
– микроорганизмы, развивающиеся даже при очень низком количестве кислорода. К данной группе относится:
При попадании в обычную внешнюю среду такие бактерии практически всегда гибнут, поскольку большое количество кислорода негативно действует на их ферменты.